CN112379379A - Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置 - Google Patents

Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112379379A
CN112379379A CN202011248769.7A CN202011248769A CN112379379A CN 112379379 A CN112379379 A CN 112379379A CN 202011248769 A CN202011248769 A CN 202011248769A CN 112379379 A CN112379379 A CN 112379379A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase deviation
channel
channel phase
sar system
tops
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011248769.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李宁
王宽
张汉卿
赵建辉
郭拯危
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University
Original Assignee
Henan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University filed Critical Henan University
Priority to CN202011248769.7A priority Critical patent/CN112379379A/zh
Publication of CN112379379A publication Critical patent/CN112379379A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904SAR modes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置,方法包括:步骤一,获取TOPS SAR系统中每个通道的回波信号;步骤二,对所述回波信号进行“去斜”操作,得到“去斜”后的回波数据;步骤三,将所述“去斜”后的回波信号进行变换,得到距离‑多普勒域的回波信号;步骤四,对所述距离‑多普勒域的回波信号进行处理,得到重构多普勒谱;步骤五,基于对所述重构多普勒谱的分析结果构造通道相位偏差目标优化函数;步骤六,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值;通过本申请的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,得到相位偏差估计值更加准确,从而能够提高聚焦的SAR图像的质量。

Description

TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置
技术领域
本发明属于信号处理技术领域,具体涉及一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置。
背景技术
通道相位偏差(Channel Phase Bias)是指在星载方位多通道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统工作过程中,由于受到处理技术、温度、天线位置测量等不准确因素的影响,造成各通道间的特性不一致。这种不可避免的通道不平衡严重影响数字波束形成(Digital Beamforming,DBF)技术的重构性能,导致在最终的SAR图像中存在方位模糊和峰值增益损失,严重地影响图像质量。
目前,针对通道相位偏差估计方法,目前,基于频谱能量分布的自适应加权最小二乘法可以应用于具有波束渐进扫描特性的方位多通道SAR模式中,其基于多普勒谱优化得到相位偏差,但是该方法对多普勒中心精度非常敏感,稳定性难以保证。采用信号子空间和噪声子空间的正交性可以进行相位偏差估计,两者可以通过特征分解多通道SAR回波信号的协方差矩阵得到,虽然实现简单,但是没有考虑TOPS模式下波束扫描特性对多普勒谱的影响。近几年,为了保证方位多通道合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR) 系统的可靠性,通过使用方位互相关、多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)理论等方法可以对方位多通道条带SAR系统的通道相位偏差估计进行估计,但是都无法适用于具有波束渐进扫描特性的方位多通道TOPS SAR系统中。
综上所述,针对方位多通道TOPS SAR系统的通道相位偏差矫正,提高最终聚焦SAR图像的质量,提出一种适用于方位多通道TOPS SAR系统的通道相位偏差估计的方法是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置,用以提高SAR图像的质量。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,所述方法包括:
步骤一,获取TOPS SAR系统中每个通道的回波信号;
步骤二,对所述回波信号进行“去斜”操作,得到“去斜”后的回波数据;
步骤三,将所述“去斜”后的回波信号变换至距离-多普勒域,得到距离 -多普勒域的回波信号;
步骤四,对所述距离-多普勒域的回波信号进行处理,得到重构多普勒谱;
步骤五,基于对所述重构多普勒谱的分析结果,构造通道相位偏差目标优化函数;
步骤六,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值。
进一步的,步骤二中,基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作,得到得到“去斜”后的回波数据。
进一步的,所述基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作包括:
通过每个通道的方位采样点数、每个通道的采样间隔和TOPS SAR系统中通道个数构建TOPS SAR系统的参考模型;
基于所述参考模型,对每个通道的回波信号进行处理,得到所述“去斜”后的回波信号。
进一步的,所述基于所述参考模型,对每个通道的回波信号进行处理,得到所述“去斜”后的回波信号包括将方位多通道TOPS SAR系统每个通道接收到的回波信号与所述参考模型相乘,得到所述“去斜”后的回波数据。
进一步的,步骤四中,基于数字波束形成技术对所述距离-多普勒域的回波信号进行重构滤波处理,得到所述重构多普勒谱。
进一步的,步骤五中,基于所述重构多普勒谱的跳变幅度与相位偏差关系,构造通道相位偏差目标优化函数。
进一步的,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值的步骤为:
基于牛顿-拉弗森方法对所述通道相位偏差目标优化函数进行求解,得到最优解;
根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值。
进一步的,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值的步骤为:
基于牛顿-拉弗森方法对所述通道相位偏差目标优化函数进行求解,得到最优解;
根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值。
进一步的,根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值的过程如下:
根据所述最优解补偿所述重构多普勒谱的通道相位偏差;
判断补偿后的重构多普勒谱中的能量分布;
根据判断结果,确定通道相位偏差估计值:
如果带内能量Sinside大于带外能量Soutside,则所述相位偏差估计值为最优解;
如果带内能量Sinside小于带外能量Soutside,则需再补偿一个恒定偏差ΔΦ,所述相位偏差估计值包括所述最优解和所述恒定偏差。
为实现上述目的,本发明还提供一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法的步骤。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下优异效果:
本发明提供一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法和装置,对 TOPS SAR系统中每个通道的回波信号进行“去斜”操作,以去除星载方位多通道TOPS SAR系统由于波束旋转造成的频谱混叠,再将所述“去斜”后的回波信号变换至距离-多普勒域,得到距离-多普勒域的回波信号,以去除非均匀采样造成的频谱混叠;然后,对所述距离-多普勒域的回波信号进行处理,得到重构多普勒谱;即无模糊的重构多普勒谱。基于对所述重构多普勒谱的分析结果,构造通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值;通过本申请的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,能够有效的抑制方位多通道TOPS SAR系统中通道间相位偏差的影响,使方位多通道TOPS SAR系统的通道相位偏差矫正,得到相位偏差估计值更加准确,从而使在复杂因素的影响下,仍可以获得提高的、无模糊的聚焦SAR图像提高最终聚焦 SAR图像的质量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。其中:
图1为本发明TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法的流程图;
图2为本发明实施例中TOPS SAR系统不含相位偏差的重构多普勒谱图;
图3为本发明实施例中TOPS SAR系统含相位偏差的重构多普勒谱图;
图4为本发明实施例中TOPS SAR系统含相位偏差的成像结果图;
图5为本发明实施例中TOPS SAR系统经相位偏差校正后的成像结果图;
图6为本发明实施例中TOPS SAR系统含相位偏差的点目标成像结果方位向剖面图;
图7为本发明实施例中TOPS SAR系统经相位偏差校正后的点目标成像结果方位向剖面图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可在本发明中进行修改和变型。例如,示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是,本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
本发明主要是针对多通道地面观测渐进扫描(Terrain Observation byProgressive Scans,TOPS)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统的通道误差对SAR成像的影响,提供一种高效、稳定的相位偏差估计方法。该方法基于重构多普勒谱分析,利用通道相位偏差造成重构多普勒谱跳变,构造目标优化函数求解最优值。该方法不仅适用于方位多通道条带SAR系统,对具有波束渐进扫描特性的方位多通道TOPS SAR系统中的相位偏差也能够准确估计。
方法实施例:
以下结合附图1描述本发明技术构思的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法。
步骤一,获取TOPS SAR系统中每个通道的回波信号。
本实施例中的TOPS SAR系统是多通道地面观测渐进扫描(Terrain Observationby Progressive Scans,TOPS)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统,即是采用TOPS SAR模式和方位多通道技术相结合的系统。
在本申请实施例中,通过卫星(星载SAR)获取每个通道的回波数据。
在本申请实施例中,方位多通道包括M个方位通道,因此,本申请实施例中共获取M个方位通道的回波信号,即通道1的回波信号、通道2的回波信号、……、通道M的回波信号。
步骤二,对所述回波信号进行“去斜”操作,得到“去斜”后的回波数据。
本步骤旨在去除星载方位多通道TOPS SAR系统由于波束旋转所造成的频谱混叠。
在本申请实施例中,基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作,具体包括:
步骤S201,通过每个通道的方位采样点数、每个通道的采样间隔和TOPS SAR系统中通道个数构建TOPS SAR系统的参考模型;
Figure BDA0002770906820000051
其中,I为每个通道的方位采样点数,△t'为每个通道的采样间隔,j为复常数
Figure BDA0002770906820000052
π为圆周率,v为卫星飞行速度,λ为雷达发射电磁波的波长,r为雷达到场景中心的距离,N为系统通道个数,△xm为第m个接收孔径与发射孔径的物理间隔。
步骤S202,基于所述参考模型,对每个通道的回波信号进行处理,得到所述“去斜”后的回波信号;
基于所述参考模型,对每个通道的回波信号进行处理为:将方位多通道 TOPS SAR系统每个通道接收到的回波信号与所述参考模型相乘,得到所述“去斜”后的回波数据。
具体的,依次将通道1的回波信号与参考模型相乘,通道2的回波信号与参考模型相乘,……,通道M的回波信号与参考模型相乘,通道2的回波信号与参考模型相乘,通过将所有的通道的回波信号均与参考模型形成后,就能实现去除由于波束旋转所造成的频谱混叠,提高多普勒的质量。
在本申请实施例中,利用“去斜”(Deramping)操作将方位多通道TOPS SAR系统每个通道接收到的回波信号与参考函数相乘,去除由于波束旋转所造成的多余带宽,此时方位向上不同位置的点目标的多普勒中心相等。本步骤是为了后续处理过程中得到多普勒中心不随方位位置变化的多普勒谱。
步骤三,将所述“去斜”后的回波信号变换至距离-多普勒域,得到距离 -多普勒域的回波信号。
本步骤旨在对所述“去斜”后的回波信号进行傅里叶快速变换。
在本申请实施例中,基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),将时域的所述“去斜”后的回波信号变换至距离-多普勒域。
设第M个通道“去斜”后的回波信号为sm(t),傅里叶快速变换的公式为:
Figure BDA0002770906820000061
其中,f为频率,t为时间。
将每个通道的的回波信号在方位向上做快速傅里叶变换,使“去斜”后的回波信号处于距离-多普勒域,此时,回波信号处于距离时域、方位频域。
本实施例中,通过傅里叶快速变换是的回波信号便于后续在频域对多普勒进行重构滤波及分析。
步骤四,对所述距离-多普勒域的回波信号进行处理,得到重构多普勒谱;
本步骤旨在去除变换域的回波信号中非均匀采样造成的频谱混叠。
在本申请实施例中,基于数字波束形成技术对所述距离-多普勒域的回波信号进行重构滤波处理,得到所述重构多普勒谱。
其中,变换域的回波信号还包含着原始接收的回波信号由于系统参数和采样时序的关系,导致回波信号包含着非均匀采样的特性,也就是说,经过步骤2去除波束旋转所造成的频谱混叠,经过步骤4去除非均匀采样造成的频谱混叠,得到无模糊的重构多普勒谱。
步骤S401,基于数字约束形成技术构建TOPS SAR系统的重构滤波器;
方位多通道TOPS SAR系统的回波信号采集(距离-多普勒域的回波信号) 被视为具有多个接收通道的线性系统,每个通道由一个传递函数Hm(f)的线性滤波器描述。这些传递函数在频域内以脉冲重复频率(Pules Repetition Frequency,PRF)的整数倍位移,多个传递函数Hm(f)组成矩阵H(f),有如下公式(3)
Figure BDA0002770906820000071
其中
Figure BDA0002770906820000072
重构滤波器P(f)可以从H(f)的转置得到
P(f)=H-1(f) (5)
本申请实施例中,重构滤波器为多个传递函数Hm(f)组成矩阵H(f)的转置结果。
步骤S402,基于所述重构滤波器,对所述距离-多普勒域的回波信号进行处理得到所述重构多普勒谱。
将每个距离-多普勒域的回波信号分布与重构滤波器进行相位相乘,然后加权求和之后可以得到无模糊的重构多普勒谱。重构公式为:
Figure BDA0002770906820000073
其中,Γ=diag{Φ1,Φ2,……,ΦM},Φ为各通道间相位偏差构成的矩阵。
步骤五,基于对所述重构多普勒谱的分析结果,构造通道相位偏差目标优化函数。
本步骤旨在构造通道相位偏差的目标优化函数。在本申请实施例中,基于所述重构多普勒谱的跳变幅度与相位偏差关系,构造通道相位偏差目标优化函数。
具体的,首先,对所述重构多普乐谱进行分析:在重构的多普勒谱中的信号能量由各通道的频谱分量组成,各频谱分量的拼接处是连续的,通道间的相位偏差会干扰方位信号在每段频谱分量的权重,导致多普勒谱各分量拼接处产生跳变现象;其次,基于上述分析结果,将通道间的相位偏差在区间 [0,2π]中设置步长为1,可以得到多普勒谱跳变幅度与相位偏差的关系;然后,所述重构多普勒谱的跳变幅度与相位偏差关系,构造通道相位偏差目标函数。
构造的通道相位偏差目标优化函数如下:
Figure BDA0002770906820000081
其中,Φ为各通道间相位偏差构成的矩阵,E{·}为数学期望,
Figure BDA0002770906820000082
为重构多普勒谱。
步骤六,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值。
步骤S601,基于牛顿-拉弗森方法对所述通道相位偏差目标优化函数进行求解,得到最优解;
在本申请实施例中,使用牛顿-拉弗森方法(Newton-Raphson method) 求最优解Φ的步骤如下:
(1)使用k表示迭代次数,首先置k=0,设置一个迭代初始值Φ(0)=100,即从Φ=100开始迭代,设置计算精度ε为0.01;
(2)计算gk=g(Φ(k)),其中gk为目标函数f(Φ)在Φ(k)处的梯度,如下式(8):
Figure BDA0002770906820000083
(3)当||gk||<ε时,停止迭代,令Φ=Φ(k)
(4)计算Hk=H(Φ(k)),其中Hk为目标函数f(Φ)的Hessian矩阵,如下公式(9):
Figure BDA0002770906820000091
(5)使用Hkpk=-gk,求pk
(6)置Φ(k+1)=Φ(k)+pk
(7)置k=k+1,转(2)。
步骤S602,根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值。
在本申请实施例中,根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值的过程如下:
步骤S6021,根据所述最优解补偿所述重构多普勒谱的通道相位偏差;
步骤S6022,判断补偿后的重构多普勒谱中的能量分布;
步骤S6023,根据判断结果,确定通道相位偏差估计值:
如果带内能量Sinside大于带外能量Soutside,则该最优解Φ即为相位偏差估计值;
如果带内能量Sinside小于带外能量Soutside,则需要补偿一个恒定偏差ΔΦ后,得到相位偏差估计值,即相位偏差估计值为最优解Φ和恒定偏差ΔΦ。
在本申请实施例中,恒定偏差ΔΦ=π/2。
下面结合具体实验对本发明的相位偏差估计方法作进一步详细说明:
仿真设定3个点目标P1、P2、P3倾斜位于成像场景中,其中点目标P2位于成像场景中心。在无相位偏差的情况下,得到星载方位多通道TOPS SAR 系统的重构多普勒谱如图2所示。可以看出由于各通道的通道特性一致,用于重构的各频谱分量相等,重构后的多普勒谱趋于平滑。图3为含有通道相位偏差情况下重构后的多普勒谱。可以明显地看到,由于通道相位偏差的影响,在多普勒谱的频谱分量拼接处具有明显的跳变,跳变的幅度与相位偏差的大小有关。
含相位偏差的成像结果如图4所示。在方位向上可以看到明显的模糊分量。构建目标优化函数,使用最优化理论得到使重构多普勒谱中的能量集中分布于多普勒带宽内的最优解Φ,对多通道SAR系统进行通道相位偏差补偿,经过相位偏差矫正后的成像结果如图5所示。
对含通道相位偏差的成像结果和经通道相位偏差矫正后的成像结果以场景中心点P2为例做方位向剖面如图6、7所示。可以看出使用通道相位偏差估计值补偿后的成像结果中模糊分量幅度得到良好的抑制。
表1利用点目标P2的模糊目标与真实目标的幅度比值来评估模糊抑制性能
表1
Figure BDA0002770906820000101
根据表1的结果可知,采用本发明的方位多通道渐进扫描SAR系统通道相位偏差估计方法对SAR图像的模糊分量抑制明显,图像质量得到大大的提高。
装置实施例:
本发明提供了一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计装置包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法的步骤。
由于TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法的步骤已在方法实施例中详细介绍,此处不再进行详细赘述。
其中,处理器包括中央处理器(central processing unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等,还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
需要指出,根据实施的需要,可将本申请实施例中描述的各个步骤拆分为更多步骤,也可以将两个或多个步骤或者步骤的部分操作组合成新的步骤,以实现本申请实施例的目的。
上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现,或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码,或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器存储介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码,从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解,计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如,RAM、ROM、闪存等),当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时,实现在此描述的基于位置指纹的Wi-Fi 定位方法。此外,当通用计算机访问用于实现在此示出的方法的代码时,代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的方法的专用计算机。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的方法,也可以通过其它的方式实现。此外,存储于存储器中的程序代码如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,笔记本电脑,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,所述方法包括:
步骤一,获取TOPS SAR系统中每个通道的回波信号;
步骤二,对所述回波信号进行“去斜”操作,得到“去斜”后的回波数据;
步骤三,将所述“去斜”后的回波信号变换至距离-多普勒域,得到距离-多普勒域的回波信号;
步骤四,对所述距离-多普勒域的回波信号进行处理,得到重构多普勒谱;
步骤五,基于对所述重构多普勒谱的分析结果,构造通道相位偏差目标优化函数;
步骤六,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值。
2.根据权利要求1所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,步骤二中,基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作,得到得到“去斜”后的回波数据。
3.根据权利要求2所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,所述基于“两步式”聚焦技术对所述回波信号进行“去斜”操作包括:
通过每个通道的方位采样点数、每个通道的采样间隔和TOPS SAR系统中通道个数构建TOPS SAR系统的参考模型;
基于所述参考模型,对每个通道的回波信号进行处理,得到所述“去斜”后的回波信号。
4.根据权利要求3所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,所述基于所述参考模型,对每个通道的回波信号进行处理,得到所述“去斜”后的回波信号包括将方位多通道TOPS SAR系统每个通道接收到的回波信号与所述参考模型相乘,得到所述“去斜”后的回波数据。
5.根据权利要求1所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,步骤四中,基于数字波束形成技术对所述距离-多普勒域的回波信号进行重构滤波处理,得到所述重构多普勒谱。
6.根据权利要求5所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,步骤五中,基于所述重构多普勒谱的跳变幅度与相位偏差关系,构造通道相位偏差目标优化函数。
7.根据权利要求1所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值的步骤为:
基于牛顿-拉弗森方法对所述通道相位偏差目标优化函数进行求解,得到最优解;
根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值。
8.根据权利要求1所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,通过所述通道相位偏差目标优化函数,得到通道相位偏差估计值的步骤为:
基于牛顿-拉弗森方法对所述通道相位偏差目标优化函数进行求解,得到最优解;
根据所述最优解,得到所述通道相位偏差估计值。
9.根据权利要求8所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法,其特征在于,根据所述最优解,得到通道相位偏差估计值的过程如下:
根据所述最优解补偿所述重构多普勒谱的通道相位偏差;
判断补偿后的重构多普勒谱中的能量分布;
根据判断结果,确定通道相位偏差估计值:
如果带内能量Sinside大于带外能量Soutside,则所述相位偏差估计值为最优解;
如果带内能量Sinside小于带外能量Soutside,则需再补偿一个恒定偏差ΔΦ,所述相位偏差估计值包括所述最优解和所述恒定偏差。
10.一种TOPS SAR系统的通道相位偏差估计装置,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9所述的TOPS SAR系统的通道相位偏差估计方法的步骤。
CN202011248769.7A 2020-11-10 2020-11-10 Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置 Pending CN112379379A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011248769.7A CN112379379A (zh) 2020-11-10 2020-11-10 Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011248769.7A CN112379379A (zh) 2020-11-10 2020-11-10 Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112379379A true CN112379379A (zh) 2021-02-19

Family

ID=74579255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011248769.7A Pending CN112379379A (zh) 2020-11-10 2020-11-10 Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112379379A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113902622A (zh) * 2021-11-08 2022-01-07 西北工业大学 基于深度先验联合注意力的光谱超分辨率方法
CN115469273A (zh) * 2021-06-11 2022-12-13 宁波飞芯电子科技有限公司 一种提高信噪比的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115469273A (zh) * 2021-06-11 2022-12-13 宁波飞芯电子科技有限公司 一种提高信噪比的方法
CN113902622A (zh) * 2021-11-08 2022-01-07 西北工业大学 基于深度先验联合注意力的光谱超分辨率方法
CN113902622B (zh) * 2021-11-08 2024-02-27 西北工业大学 基于深度先验联合注意力的光谱超分辨率方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. High-resolution inverse synthetic aperture radar imaging and scaling with sparse aperture
CN108387900B (zh) 一种直升机载旋转式合成孔径雷达的振动误差补偿方法
CN103323822A (zh) 一种估计通道误差的方法及装置
CN110095787B (zh) 基于MEA和deramp的SAL全孔径成像方法
CN111781595B (zh) 基于匹配搜索和多普勒解模糊的复杂机动群目标成像方法
CN105116411A (zh) 一种适用于距离徙动算法的两维自聚焦方法
CN111965612B (zh) 一种基于子空间投影的杂波抑制方法
CN115034993A (zh) 一种运动目标图像去散焦处理方法、装置及存储介质
CN113933804B (zh) 一种图像域方位向多通道sar误差校正方法
CN112379379A (zh) Tops sar系统的通道相位偏差估计方法和装置
CN114325695A (zh) 一种基于旋转天线的雷达目标二维高分辨成像方法
CN114609629A (zh) 基于直达波和杂波子空间的geo星机双基地同步方法
CN113687395A (zh) 基于最大熵功率谱的卫星导航信号导向矢量估计方法
CN112327301B (zh) 基于子孔径grft的低信噪比下参数化平动补偿快速方法
Wang et al. A CLEAN-based synthetic aperture passive localization algorithm for multiple signal sources
Aboutanios et al. Fast iterative interpolated beamforming for high fidelity single snapshot DOA estimation
CN115453530B (zh) 一种基于参数化模型的双基sar滤波反投影两维自聚焦方法
CN109284690B (zh) 基于Radon-Wigner变换和REALX算法的多分量LFM信号分离方法
CN104330797A (zh) 基于相位误差直接估计的sar实时自聚焦方法
CN115267706A (zh) 合成孔径雷达的距离空变相位误差估计方法、装置及介质
CN113885026A (zh) 运动目标的sar稀疏成像方法、装置、电子设备及存储介质
CN112946642A (zh) 一种多通道uwb sar运动目标二维速度快速估计方法
CN113759371B (zh) 一种多通道sar复图像域相位和基线误差联合估计方法
CN110208763B (zh) Fda-mimo雷达频率偏差误差的估计方法
CN113435299B (zh) 基于空-时匹配的双基前视sar杂波抑制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination